本田節(jié)能競(jìng)技賽車轉(zhuǎn)向及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)含3張CAD圖,本田,節(jié)能,競(jìng)技,賽車,轉(zhuǎn)向,傳動(dòng)系統(tǒng),設(shè)計(jì),cad 一、選題依據(jù) 1、研究領(lǐng)域 車輛工程-競(jìng)技車傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì) 2、論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 節(jié)能競(jìng)技賽車與普通汽車的結(jié)構(gòu)布局相似,由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和車身三大部分組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的改造無(wú)疑是各賽車隊(duì)攻關(guān)的重點(diǎn),也是節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展的主導(dǎo)性方向底盤的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于減小摩擦損失和提高機(jī)械傳動(dòng)的效率車身設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于外形美觀、輕重量和較低的空氣阻力系數(shù)。 本田節(jié)能競(jìng)技大賽適時(shí)迎合了時(shí)代提高社會(huì)節(jié)能和環(huán)保意識(shí)的要求,激發(fā)各參賽車隊(duì)通過(guò)各項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)技術(shù)不斷挖掘一升汽油的無(wú)限潛能,使其從中體會(huì)到節(jié)能重要性的同時(shí),提高參賽者的思考和實(shí)踐能力,更為將來(lái)汽車節(jié)能方面的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了無(wú)限新的可能。 3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì) 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)即發(fā)動(dòng)機(jī)一變速器一驅(qū)動(dòng)橋一驅(qū)動(dòng)輪系統(tǒng),它是汽車重要組成部分。選擇動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的方法有兩種：一種是整車主要參數(shù)和傳動(dòng)系參數(shù)含輪胎確定后,選擇合適的發(fā)動(dòng)機(jī)；另一種是整車參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)確定后,選擇合適的傳動(dòng)系。能與發(fā)動(dòng)機(jī)合理匹配的傳動(dòng)系可以使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在其理想工作區(qū)附近工作。這樣不僅可以減少燃油消耗,減輕發(fā)動(dòng)機(jī)磨損,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命,而且可以取得良好的排放效果。 在實(shí)際設(shè)計(jì)中,要想通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)使所有車輪在每一個(gè)轉(zhuǎn)向角度都能繞同一個(gè)瞬心轉(zhuǎn)動(dòng)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。通常的做法是依靠經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)設(shè)計(jì)。在研究中,則采用優(yōu)化算法,建立目標(biāo)函數(shù),求解出最優(yōu)值。眾多的優(yōu)化研究方法都認(rèn)為,對(duì)于特定轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),可以將整個(gè)系統(tǒng)拆分成幾個(gè)小系統(tǒng)來(lái)考慮,即每一個(gè)轉(zhuǎn)向橋均可由一個(gè)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)來(lái)保證左右轉(zhuǎn)向輪按轉(zhuǎn)向規(guī)律偏轉(zhuǎn),而兩前橋之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系則需要根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)搖臂機(jī)構(gòu)來(lái)加以保證,通常研究者認(rèn)為,梯形機(jī)構(gòu)是無(wú)須進(jìn)行優(yōu)化的,左右車輪的關(guān)系完全可以由獨(dú)立設(shè)計(jì)的梯形機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。主要影響多軸轉(zhuǎn)向特性的是搖臂機(jī)構(gòu)。因此大多數(shù)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的研究將搖臂機(jī)構(gòu)作為優(yōu)化設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn),并根據(jù)優(yōu)化理論編寫了許多有效的計(jì)算軟件。 在未來(lái)，節(jié)能競(jìng)技車的發(fā)展從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，必然是減小汽車在行駛過(guò)程中的自身消耗,通過(guò)以下途徑可以來(lái)實(shí)現(xiàn)：減少行駛阻力,通過(guò)改進(jìn)車身造型、改善車身結(jié)構(gòu)來(lái)減少空氣阻力通過(guò)改進(jìn)輪胎結(jié)構(gòu)減少滾動(dòng)阻力；底盤輕量化,采用新型輕質(zhì)材料,通過(guò)可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)使整車輕量化,使各總成部件、附件緊湊；提高驅(qū)動(dòng)效率,采用自動(dòng)或無(wú)級(jí)變速系統(tǒng),減少軸承和齒輪的摩擦損失,提高傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率。 8 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題 完成轉(zhuǎn)向、傳動(dòng)、剎車系統(tǒng)、離合器的設(shè)計(jì)與計(jì)算。 2.擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） （1）通過(guò)查閱各種資料，了解本設(shè)計(jì)的意義、研究概況和發(fā)展趨勢(shì)； （2）對(duì)轉(zhuǎn)向系、傳動(dòng)系、剎車系統(tǒng)、離合器進(jìn)行設(shè)計(jì) （3）運(yùn)用 CATIA 對(duì)傳動(dòng)系、轉(zhuǎn)向系、剎車系統(tǒng)、離合器的各關(guān)鍵部件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)； （4）通過(guò)改進(jìn)后的參數(shù)得出結(jié)論； 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 通過(guò)對(duì)競(jìng)技車轉(zhuǎn)向及傳動(dòng)系的學(xué)習(xí)了解深入，加深對(duì)汽車轉(zhuǎn)向及傳動(dòng)系的優(yōu)化意識(shí)，設(shè)計(jì)出更節(jié)能更安全的競(jìng)技車。 （1）完成 10000 字左右的畢業(yè)論文； （2）完成 3000 字左右的外文文獻(xiàn)翻譯； （3）使用 CATIA 建模和三維設(shè)計(jì)； （4）繪制 3 張 A0 圖紙。 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 車輛必須為 3 輪以上（包括 3 輪），要求其結(jié)構(gòu)無(wú)論在停止時(shí)還是行駛都為 3 輪 以上（包 括 3 輪）結(jié)構(gòu)且能自行站立，全高 1.8m 以下，軸距 1.0 米以上，全長(zhǎng) 3.5 米以下，輪距 0.5 米以上，全寬 1.7 米以下，排氣管副泵超出車身后面及側(cè)面 10cm 以上，剎車配線等結(jié)構(gòu)需要從車內(nèi)穿過(guò)，以免與地面接觸造成摩擦。 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 第 1 周：理解設(shè)計(jì)任務(wù) 第 2 周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)，英文文獻(xiàn)不少于 5 篇 第 3 周：閱讀文獻(xiàn)，撰寫開(kāi)題報(bào)告 第 4 周：進(jìn)行開(kāi)題報(bào)告答辯。完成外文資料的翻譯。第 5~6 周：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 7~9 周：驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 10 周：離合器設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 4 月 10 日-14 日之間的中期檢查，要求有 ppt. 第 14 周：整理設(shè)計(jì)資料。撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 第 15 周：總結(jié)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備答辯 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1]張建雄. 汽車轉(zhuǎn)向系的工作原理及故障分析[J]. 民營(yíng)科技,2015,11:45-46. 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[15]Mohsen Rahimi.Drive train dynamics assessment and speed controller design in variable speed wind turbines.April 2016,Volume 89, Issue 5,pp16–29. 附：文獻(xiàn)綜述 文獻(xiàn)綜述 本田節(jié)能競(jìng)技大賽是將參賽團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制作的汽車在規(guī)定時(shí)間、規(guī)定路線下,行駛一定距離,并由此換算出一升油能夠行駛的公里數(shù),耗油量少則勝出的一項(xiàng)賽事。其中參加比賽的車輛均搭載由本田技研工業(yè)投資有限公司開(kāi)發(fā)的彎梁車的125cc 化油器低油耗四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，Honda 節(jié)能競(jìng)技大賽于1981 年在日本創(chuàng)辦,至今已有35 年的歷史。比賽要求參賽車輛使用統(tǒng)一的 Honda 低油耗汽油發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)以外的車架和車身等完全由各車隊(duì)獨(dú)自創(chuàng)作,每支參賽隊(duì)帶來(lái)的都是世界上獨(dú)一無(wú)二的賽車。賽車在指定的賽道內(nèi)跑完賽程,比賽誰(shuí)消耗的燃油最少。由于有著極高的樂(lè)趣性和廣泛的參與性, 在日本,每年都有來(lái)自初中、高中和大學(xué)等的學(xué)校代表隊(duì)、企業(yè)代表隊(duì),以及來(lái)自社會(huì)上的共約 500 支車隊(duì),創(chuàng)作出具有新穎構(gòu)思和創(chuàng)意的賽車參加比賽。在迄今為止的 35 屆比賽中創(chuàng)下的最高記錄為 3435.325 Km / L ,相當(dāng)于北京到重慶的直線往返距離。同時(shí),這項(xiàng)比賽也逐漸向海外擴(kuò)展,泰國(guó)、巴基斯坦、俄羅斯、韓國(guó)等的參賽者相繼參加了日本的比賽,上海同濟(jì)大學(xué)也從 2000 年開(kāi)始制作賽車去日本參賽，節(jié)能競(jìng)技賽車與普通汽車的結(jié)構(gòu)布局相似,由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和車身三大部分組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的改造無(wú)疑是各賽車隊(duì)攻關(guān)的重點(diǎn),也是節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展的主導(dǎo)性方向底盤的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于減小摩擦損失和提高機(jī)械傳動(dòng)的效率車身設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于外形美觀、輕重量和較低的空氣阻力系數(shù)。 汽車動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性的好壞,在很大程度上取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和傳動(dòng)系型式及參數(shù)的選擇[8],即取決于汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)合理匹配的程度。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)即發(fā)動(dòng)機(jī)一變速器一驅(qū)動(dòng)橋一驅(qū)動(dòng)輪系統(tǒng),它是汽車重要組成部分。選擇動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的方法有兩種：一種是整車主要參數(shù)和傳動(dòng)系參數(shù)含輪胎確定后,選擇合適的發(fā)動(dòng)機(jī)； 另一種是整車參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)確定后,選擇合適的傳動(dòng)系。能與發(fā)動(dòng)機(jī)合理匹配的傳動(dòng)系可以使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在其理想工作區(qū)附近工作。這樣不僅可以減少燃油消耗,減輕發(fā)動(dòng)機(jī)磨損,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命,而且可以取得良好的排放效果。 早在 80 年代初期,國(guó)外就對(duì)汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了探索,提出了多種行之有效的設(shè)計(jì)方法。早期的設(shè)計(jì)方法以平面投影設(shè)計(jì)方法為主,因?yàn)槿狈χ苯釉诳臻g中建立機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程的數(shù)學(xué)理論,所以通常將空間問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面問(wèn)題來(lái)解決。通過(guò)這種方法不僅可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),同時(shí)也可以建立便于實(shí)現(xiàn)數(shù)值計(jì)算的系統(tǒng)模型。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,要想通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)使所有車輪在每一個(gè)轉(zhuǎn)向角度都能繞同一個(gè)瞬心轉(zhuǎn)動(dòng)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。通常的做法是依靠經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)設(shè)計(jì)。在研究中,則采用優(yōu)化算法,建立目標(biāo)函數(shù),求解出最優(yōu)值。眾多的優(yōu)化研究方法都認(rèn)為,對(duì)于特定轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),可以將整個(gè)系統(tǒng)拆分成幾個(gè)小系統(tǒng)來(lái)考慮,即每一個(gè)轉(zhuǎn)向橋均可由一個(gè)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)來(lái)保證左右轉(zhuǎn)向輪按轉(zhuǎn)向規(guī)律偏轉(zhuǎn),而轉(zhuǎn)向橋零部件之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系則需要根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)搖臂機(jī)構(gòu)來(lái)加以保證,通常研究者認(rèn)為,梯形機(jī)構(gòu)是無(wú)須進(jìn)行優(yōu)化的,左右車輪的關(guān)系完全可以由獨(dú)立設(shè)計(jì)的梯形機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。主要影響多軸轉(zhuǎn)向特性的是搖臂機(jī)構(gòu),因此。大多數(shù)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的研究將搖臂機(jī)構(gòu)作為優(yōu)化設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn),并根據(jù)優(yōu)化理論編寫了許多有效的計(jì)算軟件。 在國(guó)內(nèi)，隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提高,出現(xiàn)了許多用于工程計(jì)算的專用軟件,為工程技術(shù)人員的研究工作帶來(lái)了方便,減少了工程開(kāi)發(fā)中自己編程的麻煩同時(shí)也使得許多優(yōu)秀的數(shù)學(xué)理論得到了推廣應(yīng)用。在眾多計(jì)算軟件中,MATLAB[5]是應(yīng)用最為廣泛的數(shù)值計(jì)算軟件之一。MATLAB 原是矩陣實(shí)驗(yàn)室 20 年 80 代用來(lái)提供 LINPACK 和軟件包EISPACK 的接口程序,采用 FORTRIN 語(yǔ)言編寫的。20 世紀(jì) 90 年代,MATLAB 己經(jīng)成為國(guó)際控制界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件,而且在國(guó)際上 30 多個(gè)數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中,MATLAB 在數(shù)值計(jì)算方面獨(dú)占鰲頭。 汽車傳動(dòng)系這方面的研究國(guó)外開(kāi)展得比較早,1972 年,美國(guó)通用汽車公司首先開(kāi)發(fā)了汽車動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的通用預(yù)測(cè)程序 GPSIM 系統(tǒng)[15],該系統(tǒng)可以模擬汽車在任何形式工況下的瞬時(shí)油耗、累計(jì)油耗、行駛時(shí)間和距離,預(yù)測(cè)汽車設(shè)計(jì)參數(shù)如重量、傳動(dòng)系傳動(dòng)比、空氣阻力系數(shù)等的變化對(duì)汽車性能的影響。電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和測(cè)試手段的提高,使通過(guò)模擬計(jì)算與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法來(lái)研究汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)匹配問(wèn)題成為可能。目前,國(guó)外各大汽車公司在這方面作了大量的研究工作,并開(kāi)發(fā)了各自的模擬程序,除美國(guó)通用汽車公司的 GPSIM 外,還有福特汽車公司的 TOEFP、美國(guó)康明斯公司的 VMS,日本日產(chǎn)汽車公司的 CSVFEP,德國(guó)奔馳汽車公司的 TRASCO 等。這些程序的使用在樣車制造前就能準(zhǔn)確的對(duì)汽車動(dòng)力性燃料經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行預(yù)測(cè),并可以根據(jù)幾種傳動(dòng)系速比的變化引起整車性能的變化,找到這種變化間的關(guān)系,形成“最佳動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性曲線”,從而找到能與所選發(fā)動(dòng)機(jī)合理匹配的傳動(dòng)系,節(jié)省了大量的試驗(yàn)費(fèi)用, 大大縮短了設(shè)計(jì)周期一。我國(guó)在這方面研究起步較晚,進(jìn)入年代后,吉林工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、長(zhǎng)春汽車研究所等單位開(kāi)展了一些工作,取得了一些成果。如吉林大學(xué)的《載貨汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算機(jī)模擬》,清華大學(xué)的《動(dòng)力性燃料經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算機(jī)模擬程序》,長(zhǎng)安大學(xué)的《汽車動(dòng)力性燃料經(jīng)濟(jì)性模擬與主減速器速比優(yōu)化的研究》,長(zhǎng)春汽車研究所的《汽車動(dòng)力性燃料經(jīng)濟(jì)性模擬程序及動(dòng)力系統(tǒng)合理匹配的研究》等。目前, 國(guó)內(nèi)主要圍繞以下幾個(gè)方面開(kāi)展工作的：（1）汽車動(dòng)力傳動(dòng)系數(shù)學(xué)模型的研究；（2） 按給定工況模式的模擬研究；（3）按實(shí)際道路條件隨機(jī)模擬的研究；（4）模擬程序的應(yīng)用研究。 近些年來(lái),國(guó)內(nèi)在對(duì)汽車動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性模擬程序研究的基礎(chǔ)上,開(kāi)始對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系的最優(yōu)匹配[7]進(jìn)行探討,主要內(nèi)容包括：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)給定,對(duì)傳動(dòng)系速比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),依此進(jìn)行調(diào)整,達(dá)到改進(jìn)目的；（2）傳動(dòng)系給定,優(yōu)選發(fā)動(dòng)機(jī)。前者又包括以動(dòng)力性為設(shè)計(jì)目標(biāo)、以燃料經(jīng)濟(jì)性為約束條件和以燃料經(jīng)濟(jì)性為設(shè)計(jì)目標(biāo)、以動(dòng)力性為約束條件兩種方法。以動(dòng)力性為設(shè)計(jì)目標(biāo)的方法一般取加速時(shí)間為動(dòng)力性指標(biāo)以燃料經(jīng)濟(jì)性為設(shè)計(jì)目標(biāo)的方法,一般以六工況和某一車速下等速工況兩者加權(quán)油耗作為燃油經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)。另外江蘇理工大學(xué)的何仁老師提出的以能量利用率為設(shè)計(jì)目標(biāo)的汽車動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化設(shè)計(jì),這些研究和成果使我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域的研究水平提高到一個(gè)新的階段,也有力地推動(dòng)了汽車節(jié)能工作。但這些研究往往是建立在犧牲汽車某一性能燃油經(jīng)濟(jì)性或動(dòng)力性的前提下來(lái)提高另一個(gè)性能動(dòng)力性或燃油經(jīng)濟(jì)性, 因此本文提出了汽車動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性綜合優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),通過(guò)加權(quán)的方法來(lái)達(dá)到不同側(cè)重點(diǎn)的優(yōu)化目的。本文基于這種思想編制的優(yōu)化軟件可以通過(guò)輸入不同的權(quán)值來(lái)達(dá)到不同重要度的優(yōu)化,如城市出租車更注重汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性,而越野車則更注重汽車的動(dòng)力性。 本田節(jié)能競(jìng)技大賽適時(shí)迎合了時(shí)代提高社會(huì)節(jié)能和環(huán)保意識(shí)的要求,激發(fā)各參賽車隊(duì)通過(guò)各項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)技術(shù)不斷挖掘一升汽油的無(wú)限潛能,使其從中體會(huì)到節(jié)能重要性的同時(shí),提高參賽者的思考和實(shí)踐能力,更為將來(lái)汽車節(jié)能方面的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了無(wú)限新的可能。提高汽車行駛效率主要是通過(guò)改善結(jié)構(gòu)來(lái)減小汽車在行駛過(guò)程中的自身消耗,可以通過(guò)以下途徑[4]來(lái)實(shí)現(xiàn)：減少行駛阻力,通過(guò)改進(jìn)車身造型、改善車身結(jié)構(gòu)來(lái)減少空氣阻力通過(guò)改進(jìn)輪胎結(jié)構(gòu)減少滾動(dòng)阻力；底盤輕量化,采用新型輕質(zhì)材料,通過(guò)可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)使整車輕量化,使各總成部件、附件緊湊；提高驅(qū)動(dòng)效率,采用自動(dòng)或無(wú)級(jí)變速系統(tǒng),減少軸承和齒輪的摩擦損失,提高傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率。 本次選題擬展開(kāi)的工作是，首先根據(jù)大賽要求和發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)對(duì)傳動(dòng)系的各關(guān)鍵部件進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)計(jì)匹配發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)系的離合器，然后在以往參賽賽車的基礎(chǔ)上對(duì)轉(zhuǎn)向系進(jìn)行各關(guān)鍵部件進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，最后為保證安全設(shè)計(jì)可靠的剎車系統(tǒng).